3機(jī)械控制工程基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題及參考答案1

1、、單項(xiàng)選擇題1、某二階系統(tǒng)阻尼比為0,則系統(tǒng)階躍響應(yīng)為B、126、有一線性系統(tǒng)，其輸入分別為U1（t）與 U2（t）時(shí)，輸出分別為y1（t）與 y2（t）。當(dāng)輸入為a1U1（t）+a2U2（t）時(shí)（a1,a2為常數(shù)）,輸出應(yīng)為A、增加C、不變9.線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，就是在零初始條件下A.系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比B.系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之比C.系統(tǒng)輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)的拉氏變換之比D.系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比10.余弦函數(shù) cost的拉氏變換就是A、1sB、2 2sCsD、1C、2 2ss11、微分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移B（3A、90 B、-90 C、 0 D

2、、-18012、 II 型系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為A、-40（dB/dec）B、-20（dB/dec）C、0（dB/dec）D +20（dB/dec）A、發(fā)散振蕩C、 衰減振蕩K2.一階系統(tǒng) G（s）=的時(shí)間常數(shù)Ts+ 1A.越長(zhǎng)C.不變3.傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能A、輸入信號(hào)C、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)4. 慣性環(huán)節(jié)的相頻特性（），當(dāng)A.-270 C.-90 B、 單調(diào)衰減D、 等幅振蕩T 越小，則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間B.越短D.不定,它與下列哪項(xiàng)因素有關(guān)？B、初始條件D、輸入信號(hào)與初始條件時(shí),其相位移（）為5.設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為1G（s）=-,則其頻率特性幅值sM()

3、=D、A、a y（t）+y2（t）C、a1y1（t）-a2y2（t）7.拉氏變換將時(shí)間函數(shù)變換成A.正弦函數(shù)B、ay(t)+a2y2(t)D、y1(t)+a2y2(t)8.二階系統(tǒng)當(dāng) 0 1 時(shí),如果減小B. 單位階躍函數(shù)D.復(fù)變函數(shù),則輸出響應(yīng)的最大超調(diào)量%將B、減小13. 令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式為零，則可得到系統(tǒng)的A代數(shù)方程B.特征方程C.差分方程D.狀態(tài)方程14、 主導(dǎo)極點(diǎn)的特點(diǎn)就是A、距離實(shí)軸很遠(yuǎn)B、距離實(shí)軸很近C、距離虛軸很遠(yuǎn)D、距離虛軸很近15. 采用負(fù)反饋連接時(shí),如前向通道的傳遞函數(shù)為G(s),反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s),貝淇等效傳遞函數(shù)為D.G(s)1 G(s)H

4、(s)二、填空題：1.線性定常系統(tǒng)在正弦信號(hào)輸入時(shí)，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數(shù)關(guān)系稱為2. 積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線就是一條直線，直線的斜率為_ _dB / dec。3. 對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性_快速性與準(zhǔn)確性。4. 單位階躍函數(shù) 1(t)的拉氏變換為 _ 。5. 二階衰減振蕩系統(tǒng)的阻尼比E的范圍。6當(dāng)且僅當(dāng)閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實(shí)部都就是_ _ 時(shí),系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。7系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值與 _ 之間的偏差稱為誤差。8、在單位斜坡輸入信號(hào)作用下,0 型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 ess=_。9、_設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為G(j ) R(j ) jI(),則

5、I ()稱為_。10、 用頻域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)就是 _。11、 線性控制系統(tǒng)最重要的特性就是可以應(yīng)用 _原理,而非非線性控制系統(tǒng)則不能。12、 方框圖中環(huán)節(jié)的基本連接方式有串聯(lián)連接、并聯(lián)連接與_ _ 連接。13、 分析穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)，將系統(tǒng)分為 0 型系統(tǒng)、I 型系統(tǒng)、II 型系統(tǒng)，這就是按開環(huán)傳遞函數(shù) 的_ _=環(huán)節(jié)數(shù)來(lái)分類的。14、 用頻率法研究控制系統(tǒng)時(shí),采用的圖示法分為極坐標(biāo)圖示法與 _ 圖示法。15、 決定二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的兩個(gè)重要參數(shù)就是阻尼系數(shù)E與 _。求(1)系統(tǒng)的阻尼比Z與無(wú)阻尼自然頻率3n四、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為整時(shí)間ts( =0、02)。G(s

6、)1 G(s)B.11 G(s)H(s)G(s)1 G(s)H(s)三、設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gk(s)25s(s 6)(2)系統(tǒng)的峰值時(shí)間tp、超調(diào)量b%、調(diào)整時(shí)間ts( =0、05)；GK(S)16s(s 4)(1) 求系統(tǒng)的阻尼比Z與無(wú)阻尼自然頻率(2) 求系統(tǒng)的上升時(shí)間tp、超調(diào)量b%、五、某系統(tǒng)如下圖所示,試求其無(wú)阻尼自然頻率3n；調(diào)整時(shí)間ts( =0、02);。on,阻尼比Z,超調(diào)量b%,峰值時(shí)間tp,調(diào)六、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下G (s)20(s 1)GK(s)2s(s 2)(s 2s 2)求:(1)試確定系統(tǒng)的型次 v 與開環(huán)增益 K;(2)試求輸入為r

7、(t) 1 2t時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。七、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：求:(1) 試確定系統(tǒng)的型次 v 與開環(huán)增益 K;(2)試求輸入為r(t) 1 3t 2t2時(shí),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。八、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：試確定系統(tǒng)的型次 v 與開環(huán)增益 K;試求輸入為r(t) 2 5t 2t2時(shí),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。九、設(shè)系統(tǒng)特征方程為s42s33s24s 50試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。十、設(shè)系統(tǒng)特征方程為432s46s312s210s 3 0試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。十一、設(shè)系統(tǒng)特征方程為2s34s26s 10試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系

8、統(tǒng)的穩(wěn)定性。十二、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。GK(S)100s(s 2)GK(S)20(0.2s 1)(0.1s 1)求：(1)G(s)0.05s 1十三、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下,試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。G(s)100s(0.1s 1)(0.01s 1)十四、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下,試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。10 0.5s 1s20.1s 1卜五、如下圖所示,將方框圖化簡(jiǎn)，并求出其傳遞函數(shù)。六、如下圖所示,將方框圖化簡(jiǎn),并求出其傳遞函數(shù)。十八、如下圖所示,將方框圖化簡(jiǎn),并求出其傳遞函數(shù)。參考答案、單項(xiàng)選擇題1、D2、B3、C4、C5、C6、B7、D8 、A

9、9、D10、C11、A12、A13、B14、D15、C、填空題R(S)C十七、如下圖所示,將方框圖化簡(jiǎn)，并求出其傳遞函數(shù)。11.相頻特性 2. 20_ 3._ 0 _ 4.-S10、5.016. 負(fù)數(shù) 7.出量的希望值 8.反饋12、13、9._虛頻特性積分14、正弦函數(shù)11、疊加對(duì)數(shù)坐標(biāo) 15、無(wú)阻尼自然振蕩頻率w25三、解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)比，可知故Wn5WdWn12四、tp0.785Wd4% eL 100%ts解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)比，可知故Wn4wdwn1tPwd3.464tsS(S6)S(S2Wn6,GB(S)0.651 0.620.6GB(S)2Wn0.525

10、S(S6)2525S26S25100%166)2Wn259.5%S(S4)S(S4) w2n4. 1 0.523.4640.91100%Wn解：對(duì)于上圖所示系統(tǒng)特征量及瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。五、X。SXiS與標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)比16S(S4) 16162S4S16160.5e1 0.52100%16.3%,首先應(yīng)求出其傳遞函數(shù)，化成標(biāo)準(zhǔn)形式,然后可用公式求出各項(xiàng)100s50s 4-100二1 0.02S50S41002S50S4 2S0.08S0.04,可知2 Wn0.082wn0.04in0.2 rad/ s0.20.2T1 0.252.7%- -16.03S0.2 0.22tsn六、解:GK(S)100

11、S0.2 0.2將傳遞函數(shù)化成標(biāo)準(zhǔn)形式20(S1)S(S2)(S2可見,v = 1,這就是一個(gè)開環(huán)增益 K= 5;討論輸入信號(hào)，r(t)5(s 1)2S2)S(0.5S1)(0.5S2I型系統(tǒng)1 2t,即 A= 1,B = 2A B1 KpKV七、解：(1)將傳遞函數(shù)化成標(biāo)準(zhǔn)形式10050根據(jù)表 34,誤差essS1)0 0.40.4GK(S)S(S2)S(0.5S1)I可見,v = 1,這就是一個(gè) 開環(huán)增益 K= 50;討論輸入信號(hào)，r(t)型系統(tǒng)根據(jù)表 34,誤差ess1 3tA1 Kp22t,即 A= 1,B = 3,C=2B CKVKa131500 0.06八、解:(1)該傳遞函數(shù)已經(jīng)

12、為標(biāo)準(zhǔn)形式 可見,v = 0,這就是一個(gè) 0 型系統(tǒng) 開環(huán)增益 K= 20;(2)討論輸入信號(hào)，r(t)根據(jù)表 34,誤差ess2 5tA1 Kp22t,即 A= 2,B = 5,C=2KV221九、解：用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別2(12)5 4 1460 0C 25Ka 1200,a4=1,a3=2,a2=3,a1=4,a0=5 均大于零,且有12 0i00所以，此系統(tǒng)就是不穩(wěn)定的。解：用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a4=1,a3=6,a2=12,a1=10,a0=3 均大于零，且有61210124所以，此系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。十一、解:(1)用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a3=2,a2=4,a

13、1=6,a0=1 均大于零，且有2 1 221有一個(gè)微分環(huán)節(jié)，即 v = 1;低頻漸近線通過(guò)(1,20lg)這點(diǎn)，即通過(guò)(1, 10)這點(diǎn)，V10斜率為 20dB/dec;系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示。20 dB / dec十、100121 1062 01210 66 3 10 1 10 512033 5121536014 4 03所以，此系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。12 16 0十二、解：該系統(tǒng)開環(huán)增益K=；0;有一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為w1120,斜率增加20dB/dec。0.05L( )/dB/ dec/(rad/s)20 dB / dec10/(rad/s)十三、(b)：該系統(tǒng)開環(huán)增益有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，即 v = 1；低頻漸近線通過(guò)(1,20lg100)這點(diǎn)，即通過(guò)(1,40)這點(diǎn)斜率為L(zhǎng)(/2!B/dec;L( )/dB00/(rad/s)0.1100 /(rad/s)10300 /(rad/s)40 dB / dec20 dB/dec40 dB/dec20dB/dec十四、解：該系統(tǒng)開環(huán)增益 K= 10;有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，即 v = 2,低頻漸近線通過(guò)（1,20lg10） 這點(diǎn)，即通過(guò)（1,20） 這點(diǎn)斜率為 -40dB/dec;卜五、解:C(s)有兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)